[發明專利]色彩傳感器

無效

• 申請號: 200910033720.7
• 申請日: 2009-06-02
• 公開（公告）號: CN101586984A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 王富東
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01J3/50
• 分類號: G01J3/50
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種色彩檢測裝置，具體涉及一種色彩傳感器，應用于一般工業生產中的顏色測量與識別。

背景技術

隨著現代工業化生產向高速化、自動化方向的發展，生產過程中長期以來由人眼起主導作用的顏色識別工作將越來越多地被相應的色彩傳感器所替代。例如：圖書館使用不同顏色對文獻進行分類，能夠提高排架管理和統計等工作效率；在包裝行業，產品包裝利用不同的顏色或裝潢表示其不同的性質或用途；此外，色彩傳感器在涂料、紡織品和化妝品制造，以及醫療方面也有著廣泛的應用。

現有的色彩傳感器比較少見，直到最近隨著微電子技術的發展，彩色CCD作為圖像傳感器應用于工業、民用與特殊領域。然而，由于彩色CCD并不是作為色彩傳感器而使用的，要得到對象的色彩信息還要經過復雜的信號處理。TAOS(Texas?Advanced?Optoelectronic?Solutions)公司最新推出的色彩傳感器TCS230，能夠實現顏色的識別與檢測。TCS230把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉換器集成在一個單一的CMOS電路上，同時在單一芯片上集成了紅綠藍(RGB)三種濾光器；其輸出信號是數字量，因而無需外接額外的A/D轉換電路。然而這種基于三基色檢測的色彩傳感器的局限性會在光強度較低的應用中顯現出來，且該色彩傳感器的價格昂貴，難以推廣應用。另一種常用的色彩檢測儀器是分光光度色度計，其基本原理是利用不同波長的光源照射被測物體，通過檢測穿過或從被測物體反射回來的光通量，并進行一定的數據處理后得到檢測結果。該儀器的精度和分辨率均很高，但對于使用環境有著較為嚴格的要求，因此該儀器一般用于實驗室分析，不適用于工業生產中的顏色測量與識別。

發明內容

本發明的目的是提供一種價格低廉的色彩傳感器，以應用于一般工業生產中的顏色測量與識別。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種色彩傳感器，包括能分別提供至少2種顏色相異的光的照射光源、光電傳感器、具有A/D轉換功能的微控制器、顯示組件、光源控制電路和通信接口；所述微控制器通過光源控制電路與所述照射光源連接，所述微控制器通過光電傳感器接收所述照射光源照射在待測物體上產生的反射光的光強信號，所述顯示組件與所述微控制器連接；所述通信接口與所述微控制器連接。

上文中，所述微控制器通過光源控制電路與所述照射光源連接，是為了控制產生多個顏色相異的單色光源以便進行測量；所述微控制器通過光電傳感器接收所述照射光源照射在待測物體上產生的反射光的光強信號，是指采用照射光源對待測物體進行照射，利用光電傳感器檢測待測物體的反射光強度，再轉化為電信號輸送給微控制器；所述顯示組件是現有技術，可以采用LED顯示、數碼管顯示或者液晶顯示器等等。在檢測待測物體之前，需要對具有標準顏色的標準檢測樣本進行標定，標準檢測樣本的數量和顏色根據實際應用情況確定。所述通信接口是現有技術，可以將檢測結果以規定格式傳送給其它的設備。

所述照射光源的產生可以有以下幾種方法：(1)采用白色光源+濾色片；(2)采用白色光源+分光棱鏡；(3)采用不同顏色的發光器件，例如多個單色光LED；(4)采用能夠輪流發出不同顏色光的單個LED。

優選的技術方案，所述照射光源為LED發光器件。此外，可以采用多個同一顏色的照射光源并列設置，利用無影燈的原理，以提高光線的均勻性，減少外界光線的干擾。

優選的技術方案，所述光電傳感器為光敏三極管。所述光電傳感器是現有技術，也可以采用常規的光敏二極管、光敏電阻或光電池。

本發明同時同求保護一種色彩檢測方法，包括如下步驟：

(1)利用照射光源產生的至少2種顏色相異的光分別照射至少2個標準檢測樣本，通過光電傳感器接收照射在標準檢測樣本上的反射光的光強信號，得到至少2個標準檢測樣本的檢測數據；

(2)再利用照射光源產生的至少2種顏色相異的光分別照射待測物體，通過光電傳感器接收照射在待測物體上的反射光的光強信號，得到待測物體的檢測數據；

(3)分別將步驟(1)中的標準檢測樣本的檢測數據和步驟(2)中的待測物體的檢測數據進行離差平方和計算，并比較大小，其中最小值所對應的標準檢測樣本的顏色即為待測物體的顏色。

上文中，所述步驟(1)相當于傳感器標定，可由生產廠商事先做好。